相圖只適用于緩慢冷卻,而實(shí)際熱處理則是以一定的冷卻速度來進(jìn)行的,所以出現(xiàn)C曲線。
一、A冷卻C曲線 轉(zhuǎn)變溫度與轉(zhuǎn)變時(shí)間之間關(guān)系的曲線。
1. 等溫冷卻C曲線 將鋼急冷到臨界溫度以下某一溫度,在此溫度等溫轉(zhuǎn)變,在冷卻過程中測繪出過冷A等溫轉(zhuǎn)變圖。
2.連續(xù)冷卻C曲線 將鋼在連續(xù)冷卻的條件下轉(zhuǎn)變,此時(shí)測繪出的冷卻
二、等溫冷卻C曲線
過冷A等溫轉(zhuǎn)變圖可綜合反映過冷A在不同過冷度下的等溫轉(zhuǎn)變過程,轉(zhuǎn)變開始和終了時(shí)間,轉(zhuǎn)變產(chǎn)物類型以及轉(zhuǎn)變量與溫度和時(shí)間的關(guān)系等,由于等溫轉(zhuǎn)變圖通常呈“C”形狀,所以也稱C曲線,另外還稱TTT圖,現(xiàn)以共析鋼為例來說明TTT圖的建立.
1.相圖的建立
① 把鋼材制成Φ10×1.5mm的圓片試樣,分成若干組
② 取一組試樣,在鹽爐內(nèi)加熱使之A化.
③ 將A化后的試樣快速投入 A1 以下某一溫度的浴爐中進(jìn)行等溫轉(zhuǎn)變
④ 每隔一定時(shí)間取出一個(gè)試樣急速淬入水中,而后將各試樣取出制樣,進(jìn)行組織觀察.當(dāng)在顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)某一試樣剛出現(xiàn)灰黑色產(chǎn)物時(shí),所對應(yīng)的等溫時(shí)間就是A開始轉(zhuǎn)變時(shí)間,到某一試樣未有M出現(xiàn)時(shí),所對應(yīng)的時(shí)間為轉(zhuǎn)變終了時(shí)間。
共析碳鋼等溫轉(zhuǎn)變圖(C曲線)
將其余各組試樣,用上述方法,分別測出不同等溫條件下A轉(zhuǎn)變開始和終了時(shí)間,最后將所有轉(zhuǎn)變開始時(shí)間點(diǎn)和終了時(shí)間點(diǎn)標(biāo)在溫度、時(shí)間(對數(shù))坐標(biāo)上,并分別連接起來,即得C曲線.
2. 圖形分析
3. 等T轉(zhuǎn)變特點(diǎn)
① 過冷到A1以下的A處于不穩(wěn)定狀態(tài),但不立即轉(zhuǎn)變,而要經(jīng)過一段時(shí)間才開始轉(zhuǎn)變,稱為孕育期。孕育期越長,過冷A越穩(wěn)定,反之,則越不穩(wěn)定。
② 鼻點(diǎn):550℃ 最不穩(wěn)定,轉(zhuǎn)變速度最快
③ C形狀原因 過冷度和原子擴(kuò)散為兩個(gè)制約因素
在A1~ 550℃區(qū)間,隨過冷度增大,原子擴(kuò)散較快,轉(zhuǎn)變速度較快。
550℃以下,隨過冷度增大,原子擴(kuò)散速度越來越慢,因而轉(zhuǎn)變速度減慢。
4. 相變特點(diǎn)
① 高溫轉(zhuǎn)變-- P轉(zhuǎn)變(Ar1~ 550)
A→F+Fe3C(片層相間平行排列的機(jī)械混合物)
溫度 |
A相變 |
層片間距 |
HRC |
Ar1~600℃ |
A→P |
0.4mm |
20 |
650℃~600℃ |
A→S |
0.4~0.2 |
30 |
600℃~550℃ |
A→T |
0.2 |
40 |
② 中溫轉(zhuǎn)變—貝氏體轉(zhuǎn)變( 550℃~240℃ )
A→ B (F+Fe3C),其中F具有一定過飽和度
A→ B上(550℃~350℃ )羽毛狀
Fe3C以較粗大片狀分布在較寬的F片之間,易發(fā)生脆斷 ,HRC=45 。
A→ B下(350℃~240℃ )針狀
強(qiáng)韌性好, Fe3C細(xì)小,均勻分布在過飽和F針內(nèi)
③ 低溫轉(zhuǎn)變---- M轉(zhuǎn)變(C在α--Fe中過飽和固溶體)
MS → 240℃ MS HRC= 62 ~ 65 。
5. 亞共析鋼和過共析鋼的TTT曲線
① 圖形分析(與共析鋼圖形一樣)
亞共析鋼有先析出F線
過共析鋼有先析出Fe3C線
40鋼過冷,F析出受抑制,P型↑ ,所以不能用顯微分析判斷鋼種。
6. 影響C曲線形狀和位置的因素
① 碳鋼 a. C%↑ 亞共析鋼,C曲線右移
過共析鋼,C曲線左移
共析鋼,C曲線最右
C曲線位置表示A穩(wěn)定性,C曲線越靠右,A越穩(wěn)定。
b. C%↑,MS↓、Mf↓,C曲線下移
② 合金鋼
a. A中含Co、大于2.5%的Al,C曲線左移
其它均會(huì)使C曲線右移,A穩(wěn)定性升高
還有一些Me的存在會(huì)使C形狀變化,如Cr、W、Mo
b. Me 存在也會(huì)影響MS、Mf點(diǎn)
③ 加熱因素 t ℃↑、 τ↑, C曲線右移,A越穩(wěn)定,且晶粒粗化。
三、連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變C曲線( CCT圖)
1. 無B轉(zhuǎn)變,因冷卻速度快,無孕育期
2. 圖形特點(diǎn):與TTT基本一致,位置稍偏右下
3. 連續(xù)冷卻A轉(zhuǎn)變特點(diǎn):
① 晶粒粗細(xì)不等,組織為混合組織
② 臨界冷卻溫度:獲得完全M組織的最小冷卻速度,或與轉(zhuǎn)變開始線相切的冷卻速度。
由于生產(chǎn)中連續(xù)冷卻曲線不易獲得,所以通常將冷卻速度線疊加到等溫轉(zhuǎn)變C曲線(TTT圖)上,來大致估計(jì)冷卻后獲得什么組織.